Question

Чтобы оторвать от поверхности жидкости тонкую горизонтальную проволоку длиной 8 см и массой 0,48 г, к ней необходимо приложить силу 12 мН, направленную вертикально вверх. Определите поверхностное натяжение жидкости, считая, что g = 10 м/с².

Answer 1

Дано:

l = 8 см = 8 · 10⁻² м

m = 0,48 г = 4,8 · 10⁻⁴ кг

F = 12 мН = 12 · 10⁻³ Н

g = 10 м/с²

=====================

Найти: σ - ?

=====================

Решение. На проволоку действуют три силы: сила тяжести Fт, сила поверхностного натяжения жидкости Fпов и сила, приложенная к проволоке.

Условия равновесия:

F - Fт - Fпов = 0 ⇒ F = Fт + Fпов

Fт = mg

Fпов = 2σl (2 - так как две поверхности жидкости)

Значит, F = mg + 2σl ⇒ σ = (F - mg)/2l

Определим значение искомой величины:

[σ] = (Н - кг · м/с²)/м = (Н - Н)/м = Н/м

σ = (12 · 10⁻³ - 4,8 · 10⁻⁴ · 10)/2 · 8 · 10⁻² = 7,2 · 10⁻³/16 · 10⁻³ = 0,045 Н/м = 45 мН/м.

Ответ: σ = 45 мН/м.